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文档简介

岩土工程测试技术第六章十字板剪切试验第一节概述第二节试验的原理与仪器设备第三节试验方法与技术要求第四节试验资料整理及影响因素分析第五节试验成果应用岩土工程测试技术第一节概述一、定义十字板剪切试验(VaneShearTest简称VST)是一种通过对插入地基土中的规定形状和尺寸的十字板头施加扭矩,使十字板头在土体中等速扭转形成圆柱状破坏面,经过换算评定地基土不排水抗剪强度的现场试验。岩土工程测试技术二、十字板剪切试验的发展

此项技术最初由瑞典人在1919年提出来的,到40年代有巨大进展。其间,英国Skempton等人结合φ=0原理(φ=0theory)的概念及应用上作了很大贡献。此后,在世界范围内获得广泛应用。在我国,50年代由南京水利科学院引进,并在沿海诸省及多条河流的冲积平原软粘土地区得到广泛应用。历时十余年的工作奠定了在我国的应用基础。此后,我国很多单位在设备的改进和应用实验方面做了大量工作。岩土工程测试技术三、十字板剪切试验的分类

(1)根据十字板仪的不同,十字板剪切试验可分为普通十字板和电测十字板;(2)根据贯入方式的不同,又可分为预钻孔十字板剪切试验和自钻式十字板剪切试验。(3)从技术发展和使用方便的角度,自钻式电测十字板仪具有明显的优势。

岩土工程测试技术四、优缺点及适用性

适用土性:被沿海软土地区广泛使用,适用于灵敏度St<=10、固结系数cv<=100(m2/a)的均质饱和软粘土。优点:(1)不用取样,特别是对难以取样的灵敏度高的粘性土,可以在现场对基本上处于天然应力状态下的土层进行扭剪。所求软土抗剪强度指标比其他方法都可靠;(2)所测得的强度能较好的反映土的天然强度;(3)设备简单、操作方便。缺点:对于不均匀土层,特别是夹有薄层粉细砂或粉土的软粘土,会有较大误差,使用时必须谨慎。仅适用于江河湖海的沿岸地带的软土,适应范围有限,对硬塑粘性土和含有砾石杂物的土不宜采用,否则会损伤十字板头。

岩土工程测试技术五、十字板剪切试验的应用

测定原位应力条件下软粘土的不排水抗剪强度;评定软粘性土的灵敏度;计算地基的承载力;判断软粘土的固结历史。河南城建学院岩土工程测试技术第二节试验的原理与仪器设备十字板剪切试验的原理表述:在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头,施加扭转力矩,将土体剪切破坏,测定土体抵抗扭损的最大力矩,通过换算得到土体不排水抗剪强度Cu值(假定φ=0)。一、试验基本原理

河南付城建埋学院岩土骂工程候测试腥技术图中命所示撤为板组头侧钥面的羊剪切英阻力码分布图中威所示呀为在棍板头码上、覆下面城的剪充切阻袋力分敢布。CvCH河南拍城建态学院岩土净工程繁测试齿技术十字鲁板头尺旋转巩过程垫中假中设在炊土体惨中产跑生一个高刺度为H(十字端板的愉高度)、直绪径为D(十字亩板头摇的直日径)的圆誓柱状邀剪损臣面,截如图6-1;并帖假定博该剪受损面米的侧朵面和袜上、燥下底叨面上讽土的药抗剪照强度顿都相称等。院在剪铺损过默程中额,土圣体产难生的级最大熄抵抗各力矩M由圆记柱侧字表面急的抵谣抗力歌矩M1和圆愤柱上者下面魔的抵拥抗力愁矩M2两部为分组扶成。山即M=M1十M2。其稍中:河南疗城建迹学院岩土患工程决测试债技术则式中条,cu——十字增板抗仆剪强诉度;D——十字造板头丽直径牺;H——十字叔板头夏高度膜。河南准城建萍学院岩土园工程晴测试孩技术(1)普舱通十特字板税仪对于纤普通相十字鄙板仪染,上身式中附的M值应罢等于肾试验闻测得封的总僻力矩胜减去销轴杆国与土年体间添的摩本擦力屈矩和薯仪器家机械传摩阻诊力矩怪,即四:pf——剪损茅土体来的总眼作用野力;f——轴杆益与土涨体间奥的摩音擦力糠和仪进器机角械阻漠力,绪试验御时通臣过使依十字感板仪胸与轴棋杆脱缎离进闲行测靠定;R——施力本转盘我半径逆。将上蒙式代伞入cu表达绣式,致得:河南灿城建腥学院岩土贯工程裤测试果技术前面欲的系约数对构于一闹定规益格的黎十字障板仪幻玉来说窄为一调常量随,称打为十滨字板左常数k,即则有碌:河南植城建思学院岩土铅工程投测试证技术(2)电秤测十课字板井仪对于予电测丽十字阅板仪科,由构于在脏十字杆板头躲和轴棒杆之据间有骡贴电绩阻应君变片笛的扭逃力柱握连接毯,扭艳力柱盖测定耀的只陡是作条用在毯十字拖板头金上的饿扭力宇。因扣此,融在计庄算土冲的抗准剪强歇度时吵,不鹊必进阔行轴逃杆与歪土体面间的远摩擦受力和葬仪器歼机械菊摩阻预力修抹正。河南言城建兵学院岩土寇工程纯测试排技术二、摇试验滚的仪惠器设删备压入帆主机十字底板头扭力演传感劲器量测葡扭力际的仪舅表施加仆扭力予装置其它白(探矮杆等土)河南英城建雄学院岩土弄工程性测试乳技术常用狠的十罗字板乏头为菠矩形袄,高季径比(H剃/D层)为2。峡一般陷在软短粘土枝中,蓬选择75快mm娱×1像50商mm的十顷字板惑头较比为合口适,仰在稍债硬土崖中,欠可用50再mm掉×1侨00份mm的十扇字板廉头。使用迟的轴够杆直驳径为20送mm。对狗于普怒通十遣字板战仪,码轴杆胡与十殊字板骄头的融连接身方式熄,有作国内奥广泛秧使用油的离载合式冻和套忧筒式否。测力菜装置动有开口毫钢环测力涉装置撇和电阻溜应变斧式测力诱装置叫。电测哈式十却字板闻剪切骂仪与骂钢环条式的而主要谈区别载在于些,其珠测力型设备滴不用妖钢环瓣,而技是在刮十字祥板头劲上方圾连接垫贴有瓦电阻价应变客片的功受扭泥力柱习的传职感器情。在赤地面率上用帝电子攻仪器问直接撒测十皂字扳河头的缘瑞剪切扔扭力程,可猴不必恢进行纷探杆旨及轴煮杆的披摩擦献校正差。因常此,罚电测押式十嘴字板烘剪切药仪操冈作简带单、击试验磨成果学比较丙稳定利,因指而应磁用广果泛。河南之城建格学院岩土坟工程维测试冒技术第三陈节垮试陆验方得法及堤技术抢要求一、厌试验毕的技鞭术要抬求根据《岩土礼工程棉勘察溜规范》(GB聪50俗02泳1-20筝01),展十字奶板试宪验应供满足绢以下余主要德技术钻要求汁:钻孔索十字幸板剪递切试夫验时嫂,十类字板饲头插族入孔壮底以狗下的廊深度摔不应尝小于3~5倍钻终孔直鬼径,尊以保望证十翅字板相能在叼未扰遭动土叛中进械行剪路切试陡验。一般我,在烛同一笔孔内浑进行鹊不同震深度啊点的懒剪切歌试验宽时,推试验沫间距滥不小低于0.密75~1.坊0m。为保较证十缸字极犬头旋辣转时存不发谷生摆因动,粉试验菌所用始探杆斧必须林平直赵,前5m的探在杆要著求更秤高些醉。对温钢环察式十骡字板演试验联,探魂杆上桃应装移导轮批,在搭上、澡下部抄各装厕一导臣轮,双试验扭深度帜较大证时,剂导轮钳间距重不宜姻大于10万m。河南骗城建最学院岩土挺工程划测试泪技术十字炊板头微插入柜土中蓝试验酿深度灯后,峡应静室置2~3m托in,方我可开蒙始剪踪蝶切试监验。源因为裙插入五时在秋十字估板头那四周醉产生侦超孔陡隙水涝压力诉,静压置时喷间过利长,嚷孔隙阻压力岔消散货会使拳有效睛应力谎增长喜,使猎不排细水抗跨剪强塞度增捞大;款若静千置时挖间过摸短,捐土稍竖稍被尤扰动吵还来氏不及巾恢复冬,测没出的欧强度悟值可怖能偏江低。扭剪汁速率挖应力讲求均剧匀,督并控猫制在划一定雄值。聚剪切龄速率俗过慢扁,由示于排繁水导隔致强泄度增竟长。县剪切股速率颜过快禽,对图于饱库和软桂粘性躲土,卫由于稠粘滞勒效应丢,也恶使强淋度增译长。很扭剪杂速率律宜采势用(1款°~2°搭)/10凝s,以团此作衬为统筛一的炊标准崭速率轻,以患便能念在不狗排水弓条件廊下进秤行剪泰切试烟验。惹测记袋每扭佳转1°的扭凭矩,煮当扭磁矩出锦现峰观值或坊稳定商值后肺.要侨继续出测读1m叮in.以体便确绝认峰城值或氧稳定怎扭矩滤。河南做城建但学院岩土拨工程秃测试谈技术在峰毯值强幼度或毁稳定悬值测筝试完签毕后酷,顺湖时针胃方向垒连续举转动6圈,枣使十赛字板铺头周畅围土原体充宜分扰脊动,更然后沿测定居重塑迅土的狠不排鲜水强柳度。对于宴开口羡钢环姑十字拒板剪勤切仪倦、应四进行响轴杆惭与土矛之间乒摩擦矩阻力溪影响洋的修团正.瓶对于愈电测些十字荣板剪笔切仪展,不泉需进惊行此抱项修抚正。扭力许传感赔器应警定期金标定阳,一医般应宴三个纽奉月标谊定一沫次,笋如使林用过饱程中左出现池异常佩.也叉应重庙新标区定。朋标定狂时所大用的绪传感嫁器、浴导线骨和测衣量仪戴器应右与试笼验时劈燕相同草。河南恰城建辽学院岩土宽工程事测试坟技术二、如十字终板剪党切试胀验方仁法与抛步骤河南源城建胜学院岩土叮工程妨测试熟技术注意眉事项互:应先贴将电阻缆穿糠过施浆加扭固力装兼置的捞中心社孔,症然后孩再穿鞭入探泪杆;在扭膀剪前搁,应被读取滥初始陆读数寻或将念仪器枝调零斑;匀速导转动扯手摇昨柄,禾摇柄银每转寸一圈报,十伪字板忆头旋恨转一尖度。测试走重塑昼土时莫,用安扳手老或管宏钳快丸速将纤探杆疑顺时利针方胶向旋晶转6圈,管使十暴字板蒙头周诉围的肉土充溪分扰订动后屿,立挂即拧岁紧钻顶杆夹铸具。河南左城建侄学院岩土锣工程妈测试枣技术对于谱自钻票式电法测十距字板宇剪切退仪.撞可以利采用祝静力造触探惑的贯眯入机梦具将刻十字摩板头愿压入态到试躁验深泳度,广则不亏存在挨下套鹅管和劳钻孔冲护壁艳问题储。电测寄式十街字板绣剪切知仪在陈进行榴重塑女土剪组切试闻验时缴也存隶在问旦题。户按《岩土六工程播勘察妨规范》(GB执50欠02袜1-20赠01)的漆技术派要求锋,在高原状俱土峰停值强潮度测伤试完感毕后拾,应榜连续膀转动6圈,脚使十谷字板吃头周骂围土积体充鄙分扰访动。删但由吸于电尿测法帖中电奖缆的己存在夕,当纽奉探杆节、扭咸力柱伍与十西字板柄头一蒸起连钉续转菠动时温,电炎缆的禁缠绕匙,甚浴至接脏头处芳被扭愁断,垮使该豆项技报术要截求难底以很断好地致执行免。河南练城建疯学院岩土毒工程蔬测试缝技术第四录节仙试验狗资料胳整理冒及影简响因显素分龄析一、劈燕试验暮资料织的整投理十字呜板剪覆切试医验的懂资料吸整理棵应包地括以杀下内请容:(1)计绸算各禽试验在点原纱状土文的不子排水小抗剪棵强度霞、重组塑土途抗剪切强度掘和土缺的灵助敏度演;(2)绘讽制各岔个单饭孔土托的不广排水丢抗剪承强度免、重椒塑土盛抗剪帮强度塞和灵骡敏度赶随深蚂度的弟变化文曲线两。(3)根解据需僵要绘宾制各抄试验选点土炼的抗杀剪强沉度与脸扭转耳角的某关系骑曲线唱;(4)应它根据热地区挽经验侄和土嘱层条徒件,狸对实到测的确不排辱水抗需剪强颗度进改行必多要的每修正金。河南布城建玩学院岩土掘工程嘱测试狐技术一般柔,饱秧和软煮粘土线的十撞字板犹抗剪菌强度矩存在它随深胀度的蚊增加沙而增振长的钻规律筒。对于衣同一躁土层竖,可汽以采旷用统布计分福析的举方法滴对试弄验数心据进麦行统糕计。控在统淘计中烂应剔娱除个幅别的灶异常絮数据尝。河南谊城建稀学院岩土廊工程篇测试允技术二、归测试歼数据碑处理1、计叶算土迷的抗黄剪强掩度Cu2、计子算重振塑土般的抗孩剪强说度Cu′3、计算到土的占灵敏删度St河南东城建重学院岩土液工程容测试盟技术十字罚板剪间切试倦验记疯录表转角(度)原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力(kPa)应变仪读数剪应力(kPa)51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214疼.030号.865肃.810滔3.岛614桌1.康415着1.禾214姐1.幸413姐4.飘412遭4.跃611犯4.璃8河南怪城建升学院岩土浙工程孙测试袍技术十字诸板剪略切试跨验记猴录表转角(度)原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力(kPa)应变仪读数剪应力(kPa)51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214莲.030步.865宵.810胆3.扁614幕1.仆415妄1.睁214次1.漆413狼4.超412旦4.赴611绸4.闹828阶.035袍.044彻.850府.449柜.049驶.049吩.049军.049构.0河南收城建斤学院岩土恳工程除测试投技术十字软板剪乞切试岭验记弹录表转角(度)原状土重塑土灵敏度St应变仪读数剪应力(kPa)应变仪读数剪应力(kPa)51020102225154732207436251013530108353510135409635458935508214阵.030驾.865廊.810肌3.愉614肾1.滔415徒1.遗214盐1.缸413叹4.防412府4.疏611溪4.评828遮.035豆.044矩.850适.449伪.049顶.049丛.049寻.049步.03.遵0河南香城建拢学院岩土塔工程绩测试猜技术绘制球抗剪诸强度泊与转井角的围关系乖曲线绘制趟抗剪耻强度丧与深泊度的史关系套曲线河南叙城建筹学院岩土舒工程言测试详技术三、惧试验厚结果千修正谢方法1、不乒排水别抗剪撞强度古修正将现典场实宋测土店的十殊字板腥抗剪微用于萄工程判设计烘时,圆可按争下式夸进行社修正姓:式中松,μ为修瘦正系垫数。(1)我灶国《铁路勺工程才地质鞭原位减测试北规程》(TB茎10谅04箩1-20庙03)的趴建议锦,当Ip岩≤2猴0时,衰取μ=1;当20酷<丽Ip嚼≤4侵0,取μ=0.路9。河南度城建挤学院岩土参工程众测试佳技术(2)Bj鹊er模ru划m(19辩73)发秀现土驻的十粘字板窜抗剪挽强度亿受土常的稠休度的教影响宽,μ可依母据图6-10取值路。修正客系数μ(Bj杠er玻ru呀m,19蛇73)河南咸城建未学院岩土无工程捧测试亦技术(3)Jo画hn哥so浓n等(1牧98郑8)根据具墨西酱哥海质湾的丸深水畅软土乒十字巨板剪右切试志验的超经验接,μ取值哈如下助:当20舱≤Ip≤8怀0时,或当0.箱2≤IL≤1抱.3时,式中疏,Ip——塑性汗指数苹;IL——液性锡指数埋。河南叉城建廉学院岩土课工程朴测试震技术第五得节异试验据成果申应用一、谁评定卖软土慎地基尸承载雪力承载幕力的忌计算滚主要曲取决掩于土努的不浪排水课抗剪崭强度厘。如舒中国订建筑摸科学椅研究扒院的减经验谁:式中辰,fk——地基美承载缘瑞力标绪准值盖;γ——土的良重度匪;h——基础错埋置筛深度记。河南缠城建匹学院岩土嫂工程斗测试票技术十字钳板剪捞切试益验主园要用惜途就卸是确悦定天认然不捡排水渴抗剪夫强度废。该侧法主额要适邀用于鹅饱和醉软粘绕土,航砂性扰土或呜粉性撇土要恢慎重舍使用祖,对搬含有敏夹层寨的地稼基应狡剔除困偏大昂的数勒值,敏之后书分层已取平恋均值掀。十字妹板试组验的骆最大彼优点垂是强藏度值牧比较霜稳定租,数报值的盼可靠慎性较办大。齐在使能用时毛,可烦按第伸四节真介绍西的方莫法进塔行修诉正。河南悔城建夺学院岩土丈工程肉测试轻技术二、诉估算招单桩催极限怠承载粘力按美炉国石刻油协错会(1惠98茅0)相关港规程卡,桩侧桨极限畅摩阻烛力pf,可按取下式惯估计取:pf=αcu式中α为折沸减系钳数.闸根据罚下列疑条件鸽取值代:当cu<=2忍5k宿Pa时,α=1.胆0;当cu>=泻75切kP康a时,α=0.铸5;当25瞒kP收a<cu<75狸kP笋a时,α在0.容5~怒1.沿0之间拳线性食插值吐。桩端极限岁端承耽力pb近似探取为亭:pb=9cu根据圣这两专式,润可估猫算单钉桩的艰极限此承载爸力。河南考城建更学院岩土鹅工程拐测试摇技术三、咸评价转地基室土的揭原位她状态1、估戚算地恐基土继的液最性指段数Jo革hn铲so忽n(19颈88)对俊大量付试验常结果皇进行传了统显计,以得到摘如下盾经验渐关系扣式:式中宽,cu——原状魄土的冷十字盐板抗疯剪强索度;σ’v——土中扎竖向怨有效己应力神。河南命城建邀学院岩土砌工程串测试修技术2、评起价地半基土梯的应企力历累史(1)利挡用十果字板委不排炼水抗巾剪强炎度与惧深度烛的关烘系曲旺线,瞎可判算断土提的固俗结应盾力历绑史。蚁如图备所示乡丰。土的产十字圆板不到排水鞭抗剪押强度太随深刚度的门变化河南胃城建侦学院岩土圈工程周测试挡技术(2)我宁国《铁路共工程践地质刮原位话测试呆规程》(TB疼10耻04枪1-20神03)建许议的东方法a)按回哭归直拖线交木于d轴的同截距Δd的正歇负进蚀行判宁断:Δd霜>0,为侨超固伙结土解;Δd=0,为值正常铺固结够土;Δd良<0,为算欠固会结土管;b)土的供超固重结比董采用Ma蚁yn留e(19靠88)提陵出的散关系求式进哨行估仰算:m——与土寸质地最区特镜性有陈关的慎经验黑系数摆;可茂取-0.读48;σ’nc——正常滥固结平土的珠有效述自重故应力水。河南驰城建栗学院岩土蜡工程缴测试碎技术3、测建定饱死和粘游土的爪灵敏碧度灵敏附度对就工程衣设计足与施妙工工悦艺的眉确定虫是起屯很大毯作用

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